(57)【要約】【課題】従来の非常用の扉では、火災等の発生によりロック装置をソレノイドで解除して、定荷重ばねの駆動力より扉を閉鎖するときに発電制動機を備え閉鎖速度を一定に保持している。しかし、多数の人が連続通過するとき誰かが開口状態に保持する必要があり大変危険であった。本発明は、電源を不要にしてタイマーで開口状態を一定時間保持させる扉の駆動装置である。【解決手段】本発明は、扉３５の開口時に回転する駆動輪２と、該駆動輪に連結して付勢力を蓄積する巻上げ輪６と、該巻上げ輪６を係止する一方向に回転する係止手段Ｓと、該係止手段Ｓにタイマー２４の動作で解放するラチット２７と、該ラチット２７と該タイマー２４を設定するシリンダ２３と、該シリンダ２３の移動でタイマー２４の始動を開始して、前記駆動輪２と連結して閉鎖動作させる構成にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部に配置する開閉可能な引き戸式の扉を備え、手動で開口してタイマー機能で自動に閉鎖して、電源を不要にする開閉機において、
前記扉の開口時に回転する駆動輪と、該駆動輪に連結する付勢部材を巻回して付勢力を蓄積する巻上げ輪と、該巻上げ輪を係止する一方向に回転する係止手段と、該係止手段の係合状態をタイマーの動作で解放するラチットと、該ラチットと該タイマーを設定するシリンダと、該シリンダの移動でタイマーを動作状態にし、
前記駆動輪と連結して開口を人が出入りする有効開口幅で閉鎖動作させるタイマーの始動を開始することを特徴とするタイマー付開閉機。
【請求項２】
前記シリンダは、駆動輪と連結して回転するクランク駆動輪と、該クランク駆動輪と噛合うクランク歯車と、該クランク歯車はクランクを軸着して半回転するまで該クランク駆動輪と噛合い、後の半回転を噛合歯がない回転自在にし、該噛合う半回転により前記有効開口幅を形成し、該クランクの回動でシリンダを移動可能にして、クランクはシリンダを移動させた後に前記クランク歯車を回転自在な位置にさせてシリンダを始動時に戻すことを特徴とする請求項１記載のタイマー付開閉機。
【請求項３】
前記ラチットは、前記係止手段を解除する支持棒と、該支持棒に圧縮ばねとツメを備え、シリンダの往復動により圧縮ばねを縮小させると共にツメを係止させて係止手段を解除する前に設定し、前記タイマーが設定時間後に該ツメの係止を解除し、圧縮ばねを膨張させ前記支持棒が前記係止手段を解除して、巻上げ輪に蓄積した駆動力により扉を閉鎖することを特徴とする請求項１記載のタイマー付開閉機。
【請求項４】
前記扉は、天井部に備えた走行レールから吊下げ、該走行レールの摩擦力により駆動輪の駆動力に抗して一定の開閉速度を維持し、閉鎖近傍で該走行レールの摩擦力を無くすことを特徴とする請求項１記載のタイマー付開閉機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、開口部を開閉する扉の駆動装置であり、電源を必要とせず手動で開口して、タイマーによる切り時間後に閉鎖する開閉機の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の引き戸閉鎖装置では、火災発生時に、戸板閉鎖駆動装置４０の定荷重ばね４１の弾性力により、スプロケットホイール４２およびガイドスプロケット４３に掛け渡したチェーン４４を介して戸板２０，２１を閉止動作開始させる。そして、戸板２０，２１の閉止動作開始により発電制動装置６０の発電制動機６５を動作開始させ、その発電電力を負荷抵抗で消費させる。
戸板２０，２１の全閉時には、戸板２０，２１を固定部材に押付ける戸板押付け機構部１００を設けて、戸板２０，２１と固定部材との間隙をなくす。また、戸板２０，２１の全閉時には、戸板２０，２１内に設けられた遮煙幕板１２１を降下させて、戸板２０，２１と床面と間隙をなくす機構を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献１】  特開２００３−３２８６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかし、この開閉装置では、平常時の開口状態で非常時に電気動作するスイッチにより自動閉鎖するもので、非常用電源装置を必要にして、バッテリのメンテイ又はバッテリの交換を要し多額のランニングコストを要していた。【０００４】  本発明では、引き戸の扉を開口する時の力を蓄積する駆動力を備え、タイマーにより開口幅の広さに関係なく自動閉鎖することができるので、多数の人が連続して非難し、電源を全く必要としない開閉装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  請求項１の発明では、開口部に配置する開閉可能な引き戸の扉を備え、手動で開口してタイマー機能で自動に閉鎖することができ、電源を不要にする開閉機である。
前記扉の開口時は、連動して回転する駆動輪を備え、この駆動輪に連結する付勢部材を巻回して付勢力を蓄積する巻上げ輪を備える。この巻上げ輪は、一方向に回転する係止手段により係止される。この係止手段は、係合状態をタイマーの動作で解放させるラチットが備えてある。このラチットとタイマーは、シリンダの移動で設定される。
設定されたタイマーは、前記駆動輪と連結する扉の開口が人の出入りする有効開口幅になると閉鎖動作に入るタイマーに始動を開始する構成とする。【０００６】  請求項２の発明では、請求項１のシリンダは、駆動輪と連結して回転するクランク駆動輪と、該クランク駆動車と噛合うクランク歯車と、該クランク歯車はクランクを軸着して半回転するまで該クランク駆動輪と噛合い、後の半回転を噛合歯がない回転自在にし、該噛合う半回転により前記有効開口幅を形成し、該クランクの回動でシリンダを移動可能にして、クランクはシリンダを移動させた後に前記クランク歯車をワンウェイクラッチにより回転自在位置にさせてシリンダを始動時に戻す構成とする。【０００７】  請求項３の発明では、請求項１のラチットは、前記係止手段を解除する支持棒と、この支持棒に圧縮ばねとツメ止とツメを備え、シリンダの往復動により前記圧縮ばねを縮小させると共に、ツメ止にツメを係止させて係止手段を設定し、前記タイマーが設定時間後にツメを回動してツメ止の係止を解除し、圧縮ばねを膨張させ前記支持棒が係止手段を解除して、巻上げ輪に蓄積した駆動力により、駆動輪を回転させて扉を閉鎖する構成とする。
請求項４の発明では、請求項１の引き戸の扉は、天井部に備えた走行レールから吊下げ、走行レールに備えた抵抗部材の摩擦力により、加速する駆動輪の駆動力に抗して一定の開閉速度を維持し、閉鎖直後にはこの走行レールの摩擦力を無くして駆動力を上げる構成とする。【０００８】  請求項１の構成では、扉を開くと開く力を蓄積して、タイマーの設定時間後に自動的に閉鎖するので、開いた状態の一定時間に脱出する人は開ける手間がいらず容易に速く通過する事ができ、その後に自動的に閉鎖するので閉じる手間も要らない作用がある。
請求項２の構成では、扉を人が通行できる幅の開口で動作するクランクの回動によりシリンダを往復動させ、ラチェットとタイマーを動作して閉鎖の始動準備ができる作用がある。【０００９】  請求項３の構成では、板ばねを巻回した巻上げ輪の強い力を、止めている係止手段解放することで圧縮ばねを膨張させ、係止を解除させる作用がある。
請求項４の構成では、扉の閉鎖速度の加速を抑え一定速度にさせ、最終の閉鎖位置では閉鎖する扉の速度が増して、閉じる力を大きくすることで完全に密閉できる作用がある。
【発明の効果】
【００１０】  請求項１の発明では、電源を不要にして開口する力を蓄えて、タイマーにより定時間後に閉鎖する動作をするため、人の通行を容易にして自動的に閉鎖するので安全に管理することができる効果がある。
請求項２の発明では、扉の開口幅を人が通行できる僅かな開口でもタイマーを動作させることができる効果がある。【００１１】  請求項３の発明では、タイマーの動作力より数倍強い力を必要とする係止手段を、タイマーの弱い力で、ラチェットのツメを解除して、圧縮ばねの瞬発力で係止手段を開放させて、扉の制動を解除して閉鎖動作をさせることができる効果がある。
請求項４の発明では、扉を閉鎖の最終位置で、より強い力で閉鎖させることで、密閉を確実にすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  本発明の開閉機に構成を説明する全体図。
【図２】  係止手段の機構を説明する斜視図。
【図３】  タイマーと解放機構を説明する機構図。
【図４】  扉の吊下げ構造図。
【図５】  第二実施形態の係止手段の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  本発明の開閉機１は、電源の構成が無く、人が開口する手動の力を蓄積して、一定の時間が経過したら前記蓄積した力を駆動源として放出して、閉鎖させるタイマー付き開閉装置を提供する。
図１は、説明用の開閉機１の構造を示し、引き戸式の扉３５が開口部４１を開閉する横行移動をする。扉３５の横行移動は、走行レール３６に吊下げローラ３７を介して吊下げてあり、駆動輪２と従動輪３を天井部の開口部４１幅の端部に配置して、ベルト４で伝達可能に巻回している。駆動輪２は、扉３５を通行人が開閉させるときに、扉３５に連結されたベルト４により、駆動軸５を回転させる。駆動軸５には、駆動輪２と第１伝達歯車１５と巻上げ輪６と一方向のみ回転自在にするワンウェイクラッチ８を内蔵したドラム９とを軸着している。第１伝達歯車１５は、第２伝達歯車１６に回転を伝達して歯車軸１７を駆動回転させる。巻上げ輪６は、巻板ばね７の板ばねを巻上げて、板ばねが戻ろうとする付勢力を蓄積する。
【００１４】  巻板ばね７は、数メートルの板ばねを一方向に巻き込んで円柱状に形成してあり、巻上げ輪６で相対方向に巻上げることで、巻板ばね７に戻ろうとする力を駆動源にするものである。ドラム９は、軸着部にワンウェイクラッチ８を嵌着して、駆動軸５の回転を伝達する一方向と、伝達しない回転自在である他回転方向とに、分けた回転方向をする。ドラム９は、停止状態でも巻上げ輪６が巻く方向に駆動軸５を回転させて扉３５を開口にする。ドラム９は、円筒状の金属製にして、内周面に接触するライニング１０を半円状に分割して、引張ばね１１で円状にしている。
【００１５】  ライニング１０の両端面には、アームピン１２とピン１２ａを介在させて、アームピン１２の回動によりライニング１０を径方向へ拡縮させて、ドラム９の内周面に接離動作して制動又は解除をする係止手段Ｓにより、駆動軸５の回転を制御している。このアームピン１２は、アーム１３に固定され、アーム１３の回動によりアームピン１２の平面部にライニング１０を挟持させているため、ライニング１０が拡張してドラム９の内周面に接触して制動することができる。駆動輪２は、ライニングの制動力で閉鎖方向に回転しないが、開口する方向にはワンウェイクラッチ８が空転して駆動軸５が回転して駆動輪２を回転させる。
【００１６】  第２伝達歯車１６は、第１伝達歯車１５と連動して歯車軸１７に軸着され、歯車軸１７には抵抗輪１８とクランク駆動輪１９も嵌着している。抵抗輪１８は、歯車軸１７の回転のトルクが急激に高くなったときに大きな抵抗が発生して衝撃的な回転を抑え滑らかで低速度の回転を維持するようにする。クランク駆動輪１９は、歯車でありクランク歯車２０に噛合いシリンダ２３を移動させる。シリンダ２３は、ラチェット２７とタイマー２４を動作させる。クランク軸２１ｂには、クランク輪２１ａにワンウェイクラッチ８を備え同軸して、扉３５の開口方向の回転に動作して、閉鎖方向に対しては空転するようにしてある。クランク歯車２０は、扉３５の開口幅の人が通行できる寸方に合わせた歯数が付けてあり、残りを歯なし面３３にしてクランク駆動輪１９が回転しても空転して、クランク軸２１ｂを停止させる。
【００１７】  クランク歯車２０は、扉３５を人の通行できる幅の回転でクランク軸２１ｂを回転させ、クランク輪２１ａを一方向のみの回転にして、軸着されたクランク２１の上下動でリンク２２が左右に往復動を可能にする。シリンダ２３は、トッグル・ジョイント機構により、小さいトルクで大きなトルクを出力し、シリンダ２３に備えられたテーパ部材２６により、ラチェット２７の支持棒２８が下方向に移動させられ、アーム１３の回動でドラム９が制動され、駆動軸５を制動することになる。
【００１８】  シリンダ２３は、クランク歯車２０の回転で、クランク軸２１ｂを回転させ、同軸のクランク輪２１ａを回転して、クランク２１が下死点を過ぎるところで歯なし面３３で空転するクランク歯車２０になり、戻しばね３２と引きばね３４の付勢力でワンウェイクラッチ８の無負荷により、クランク２１が上死点まで空転して戻る。
タイマー２４の動作は、ラチェット２７の係止を外して、圧縮ばね２９を解放させてアーム１３を回動して制動を解除する。駆動軸５は、制動が解除されると、巻上げ輪６に巻回された板ばねが元の位置の巻板ばね７に巻き戻されて駆動力を発生させる。
この駆動力は、駆動輪２と従動輪３に接続された扉３５を閉鎖方向に移動させる。
【００１９】  図２は、駆動軸６の係止手段Ｓを説明するもので、開口部４１の閉鎖された扉３５を人が手動で開口させると、扉３５に接続された駆動輪２が回転して、第１伝達軸１５を回転させて歯車軸１７を回転させ、巻上げ輪６とワンウェイクラッチ８を備えたドラム９を空転させる。ドラム９は、円筒状にして内周面に内蔵されたライニング１０拡張されてドラム９の回転が扉３５を戻す方向にはできないようにワンウェイクラッチ８でロックされている。ライニング１０は、半円状で２つを引張ばね１１で係合して重ねて円状にし、端部にピン１２ａとアームピン１２を介在して、アームピン１２の平面の回動で、前記ライニングを左右に拡げることでき、ドラム９の内周面に接触させてロックするものである。
【００２０】  アームピン１２は、丸棒状で一部を平面に当接するライニング１０により挟持して、端部を板形状の均等杆のアーム１３を固着している。アーム１３は、中心付近のアームピン１２を固着して、一端にブレーキスプリング１４を備えアームピン１２を回動してライニング１０を拡げてドラム９をロックして、他端にラチェット２７が当接するようにしてある。駆動軸５は、ドラム９のワンウェイクラッチ８により、開口方向には空転して、閉鎖方向にはロックしてドラム９も回転させようとするが、ライニング１０で制動され扉３５も停止状態になる。
【００２１】  図３は、歯車軸１７に軸着された第２伝達歯車１６の回転が抵抗輪１８とクランク駆動輪１９に伝達され、このクランク駆動輪１９からクランク歯車２０に伝達される。
クランク輪２１ａは、板状のクランク２１の端部を側面に軸着して他端をリンク２２に軸着して、回転運動を左右の往復動に変換している。リンク２２は、一端をフレームに軸着し、他端をシリンダ２３に軸着して、クランク歯車２０の回転で往復動を可能にしている。クランク歯車２０は、クランク駆動輪１９と噛合い回転するが、クランク歯車２０に歯なし面３３を備えて伝達を不能にして、クランク軸２１ｂの回転を停止する。
【００２２】  歯なし面３３の位置は、扉３５の開口幅が人の通行できる幅にするクランク駆動輪１９の歯数と噛合うクランク歯車２０の歯数にして、シリンダ２３を下死点の過ぎたところにすることで往復動を可能にする。シリンダ２３には、戻しばね３２を備えクランク２１に備えた押ばね３４と共に、最初の閉鎖状態の位置に復帰する付勢力でクランク輪２１ａを回転させることができる。クランク輪２１ａは、軸受にワンウェイクラッチ８を備え、扉３５の開口方向のときのクランク軸２１ｂが回転するときに回転し、閉鎖方向又は停止のときにクランク軸２１ａが逆転しても空転して、クランク２１を戻しばね３２と押ばね３４の付勢力でシリンダ２３を元に戻し往復動を終え上死点に位置させている。
【００２３】  シリンダ２３の往復動は、作動杆２５とテーパ部材２６が備えてあり、図面の左方向の半サイクルの移動で作動杆２５がタイマー２４の軸を回転させて時間を設定し、テーパ部材２６がラチェット２７の支持棒２８を下げて圧縮ばね２９を縮小させる。
ラチェット２７は、支持棒２８に付勢力を与える圧縮ばね２９を備え、この付勢力を係止するツメ３０とツメ止３１を備えて、ツメ３０の回動でツメ止３１の係止を外し、圧縮ばね２９を解放させ、支持棒２８がアーム１３を回動させる。
アーム１３の回動は、ドラム９の制動を解除することで、板ばねを駆動源とする巻上げ輪６の巻回状態を放出して、駆動軸５が扉３５を閉鎖する方向に回転する。
クランク歯車２０は、扉３５が閉鎖するとき、上述した開口動作とは反対方向へ回転して、歯なし面３３の相対位置で空転している。
【００２４】  図４は、扉３５が化粧板で覆われた天井部に配置される走行レール３６から吊下げられた吊下ローラ３７の転動により横行し、開閉機１の駆動輪２と従動輪３を連結するベルト４を開口部４１の側方の扉収納室に配置されている。ベルト４に固着した扉３５は、開口方向に移動する時、収納室に緩衝材として閉鎖ばね４０が設置され、開口時の速度を弱めて停止させやすくし、閉鎖時には閉鎖ばね４０の付勢力を追加する力で、大きな力を要する初期動力とする。閉鎖方向には、扉３５の上部に接触体３９を備え、この接触体３９に対面する走行レール面に抵抗部材３８を閉鎖方向のみに接触するように逆波状の抵抗を付けることで、加速を抑えてスムーズな速度で閉鎖する。開口幅は、閉鎖位置が近づくと、抵抗部材３８を無くして大きな力にして閉じることで密閉し易くする。
【００２５】（第二実施形態）
図５は、別例の係止手段Ｓ１を示すもので、駆動軸５に扉３５に連結した駆動輪２と、歯車軸１７に伝達する第１伝達歯車１５と、板ばねを巻上げる巻上げ輪６と、扉３５の閉鎖方向にロックして開口方向に空転するワンウェイクラッチ８を内接した円板状の爪車４２を軸着している。爪車４２は、扉３５の閉鎖方向の駆動力が伝達されて、爪止４３により係止されて開口方向の回転には空転して駆動力を巻板ばね７に蓄積する。
爪止押え４３ａは、回動可能な爪止４３を当接して固着させ、駆動軸５を係止状態にして、ラチェット２７に備えてある。
【００２６】  ラチェット２７は、シリンダ２３の往復動によりテーパ部材２６の斜面により支持棒２８の透孔溝を通過して押し下げられ、ツメ止３１にツメ３０が係止されて爪車４２を停止状態にする。前記シリンダ２３の往復動は、作動杆２５がタイマー２４を動作させ開口後数秒〜数分間でタイマー２４がツメ３０を回動させてツメ止３１の係止状態を外し、爪止押え４３ａの当接を解き爪止４３を回動して爪車４２を回転させる。駆動軸５は、巻板ばね７の駆動力により駆動輪２を閉鎖方向に回転させ扉３５を移動させて開口部４１を閉鎖する。
【００２７】  この開閉機１をトンネルの掘削現場に設置して説明すると、トンネル内でもしも火災が発生したとき、煙が発生して危険であるため速やかに非難することになる。非難を最小にするために、通路には開閉機１を設置して、煙・炎の広がりを耐火用の扉３５を閉鎖して通路へ広がるのを防止することができる。非難する人が多数のとき、最初の人が扉３５を手動で開口させると、駆動軸５に固着された第１伝達歯車１５から第２伝達歯車１６に伝達されて、歯車軸１７を回転させ、クランク歯車輪１９と噛合うクランク歯車２０を回転させ、ワンウェイクラッチ８を軸着したクランク輪２１ａを回転させる。
【００２８】  クランク輪２１ａには、クランク２１が軸着されて上下動し、リンク２２を介してシリンダ２３を移動させて、ラチェット２７により爪車４２を係止させ、タイマー２４を起動させる。クランク歯車２０は、扉３５を広く開口しても歯なし面３３で空転して、回転を停止する。この停止したクランク歯車２０の軸のクランク軸２１ｂに同軸のクランク輪２１ａは、ワンウェイクラッチ８を備え、クランク２１が下死点を過ぎたところで、戻しばね３２と引ばね３４との付勢力でワンウェイクラッチ８により空転して上死点に位置させ、シリンダ２３を元に戻して往復動を完了する。
【００２９】  開口部４１の扉３５は、開口状態で保持する為、非難する人が多数でも開閉の手間がなく、一度にスムーズに通行させることができる。扉３５の閉鎖は、最後の人が放置してもタイマー２４により自動で閉鎖するようにしてある。タイマー２４は、時間で１分後にツメ３０を回動させてツメ止３１から外し、圧縮ばね２９の付勢力により支持棒２８を押し上げ、爪止４３を回動して爪車４２の停止を解除することで、駆動軸５を巻上げ輪６の駆動力で回転させる。
【００３０】  扉３５は、巻上げ輪６と閉鎖ばね４０の付勢力で閉鎖方向に移動させ、走行レール３６上を吊下ローラ３７が走行する。走行レール３６の下面には、抵抗部材３８が閉鎖手前まで備えてあり、接触体３９により扉３５の移動に抵抗を付けて、滑らかな速度で移動する。閉鎖付近に扉が近づくと、抵抗部材３８の反発力が無くなり、扉３５に大きな付勢力が掛かり密閉を可能にし、火災の煙・炎を遮断することができる。扉３５は、再度開けても同様に上述した動作を繰り返しタイマー２４の動作で自動閉鎖する。
【産業上の利用可能性】
【００３１】  引き戸式の扉であり、手動で扉を開口して、タイマーにより一定時間後に閉鎖動作を行う電源を不要にした開口部の開閉機を提供するもので、例えば危険物工場の出入口・山岳部の小屋の出入口・トンネル工事現場の出入口・通行人の多い開口等に設置することで、通行人を速く通過させることができると共に、閉鎖も人の手を借りなくても自動的に確実にできる。
【符号の説明】
【００３２】１    開閉機
２    駆動輪
３    従動輪
６    巻上げ輪
７    巻板ばね
８    ワンウェイクラッチ
９    ドラム
１０  ライニング
１２  アームピン
１３  アーム
１４  ブレーキスプリング
１５  第１伝達歯車
１６  篳２伝達歯車
１７  歯車軸
１８  抵抗輪
１９  クランク駆動輪
２０  クランク歯車
２１  クランク
２１ａ  クランク輪
２１ｂ  クランク輪【００３３】２２  リンク
２３  シリンダ
２４  タイマー
２５  作動杆
２６  テーパ部材
３０  ツメ
３１  ツメ止
３２  戻しばね
３３  歯なし面
３５  扉
３６  走行レール
３７  吊下ローラ
４１  開口
４２  爪
４３  爪止
Ｓ    係止手段
Ｓ１  係止手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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